ITSV960024A1 - Sospensione per impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie, o simili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo "Sospensione per impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie o simili."

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L' invenzione ha per oggetto un impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie, o simili, del tipo comprendente almeno un cavo superiore portante appeso un sottostante conduttore elettrico non isolato esternamente, cosiddetto filo di contatto, che è destinato a fare contatto con organi di collegamento elettrico associati alle motrici, cosiddetti pantografi, il quale filo di contatto si estende in posizione prestabilita lungo la linea ferroviaria, preferibilmente sopra ai binari della stessa ed è portato da una pluralità di elementi di sospensione distribuiti a distanze prestabilite tra loro lungo la linea ferroviaria, essendo le sospensioni costituite almeno in parte da strutture metalliche complesse sopportate a sbalzo da sostegni fissi laterali, come ad esempio muri, pali, volte di gallerie, o simili, ed essendo gli elementi di sospensione formati da elementi longitudinali metallici collegati tra loro in modo fisso e/o articolato a guisa di poligono.

La costruzione degli impianti aerei di elettrificazione, oltre alle difficoltà inerenti i problemi elettrici e della tipologia di materiali per garantire la perfetta funzionalità e la necessaria durata e sicurezza, presenta dei problemi puramente costruttivi che sono inerenti alla rapidità ed alla economicità sia dell'acquisizione di materiale che del montaggio .

Le sospensioni generalmente vengono montate in loco e le geometrie delle stesse devono venire adattate al posizionamento del filo di contatto rispetto al binario della linea ferroviaria. Queste geometrie vengono attualmente variate a seconda delle necessità locali, cioè della loro posizione rispetto al binario. Ciò implica necessariamente un notevole numero di parti tra loro diverse ed una maggiore attenzione da parte del personale addetto al montaggio, per rispettare le diverse geometrie.

Le variazioni di configurazione degli elementi di sospensione non sono dovuti solamente alle possibili diverse distanze dei sostegni fissi degli stessi dal binario, ma soprattutto anche alla necessaria sopraelevazione del lato d'estradosso, rispetto a quello d'intradosso del binario nei tratti in curva e che comportano uno sfalsamento trasversale del punto centrale del pantografo rispetto alla verticale passante per la proiezione dell'asse del binario stesso.

L'invenzione ha lo scopo di realizzare un impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie o simili del tipo descritto all'inizio che grazie ad accorgimenti semplici e poco costosi permetta di ridurre i costi di pianificazione e di progetto, i costi di acquisizione di materiale ed i costi di messa in opera, rendendo al tempo stesso più rapide le procedure di installazione e montaggio.

L'invenzione consegue i suddetti scopi con un impianto aereo di elettrificazione del tipo descritto all'inizio, in cui almeno in alcuni tratti della linea per qualsivoglia punto dell'estensione dei cavi di contatto e della linea ferroviaria, le sospensioni presentano sempre una stessa geometrìa costante, ovvero gli elementi di sospensione sono simili nel senso geometrico del termine, mentre l'unica variabile è costituita dalla diversa estensione trasversale globale degli elementi di sospensione nei diversi punti della linea ferroviaria.

Quale punto fisso per la costruzione geometrica della sospensione viene stabilito il punto in cui deve essere posizionato il filo di contatto in base alla scelta del progettista sul piano verticale trasversale al binario in cui si estende ciascun elemento di sospensione.

Poiché il filo di contatto presenta un andamento a guisa di linea poligonale e passa da una sospensione all'altra di un ideale percorso prestabilito, l'invenzione prevede che solo i due elementi principali della sospensione che sostiene il filo di contatto possano essere variabili, , mentre la restante parte degli elementi che formano la sospensione mantiene sempre la stessa geometria.

Con riferimento ad una costruzione degli elementi di sospensione comprendente un tirante superiore a guisa di asta rigida e che è portato a sbalzo in modo oscillante dal sostegno e da un puntone anch'esso a guisa di asta rigida che si diparte da un altro punto del sostegno convergendo con la sua estremità libera sostanzialmente verso l'estremità libera del tirante, in modo da formare un triangolo rettangolo con angoli sempre uguali nonché dei cosiddetti bracci di poligonazione del filo di contatto e le associate astine di poligonazione che sono accoppiate da un lato al bracciò di poligonazione e dall'altro al filo di contatto, in ogni punto di almeno alcuni tratti parziali della linea vengono mantenuti inalterati, l'angolo tra tirante e puntone e la disposizione del braccio di poligonazione, nonché delle astine di poligonazione, mentre l'adattamento alle diverse condizioni viene ottenuto prolungando od accorciando sul lato di accoppiamento al sostegno fisso sia il tirante che il puntone .

Inoltre a prescindere dalla detta variazione in lunghezza la disposizione del braccio di poligonazione rispetto all'estremità della sospensione, questo risulta fissato al puntone sempre nella stessa posizione per ciascuna delle due tipologie di punti estremi d'inversione d'andamento a zigzag del filo di contatto, venendo le due configurazioni denominate in gergo tesa e compressa .

I vantaggi dell'invenzione sono evidenti da quanto sopra, le configurazioni e quindi le modalità di montaggio delle sospensioni sono sempre le tesse in qualsivoglia punto della linea, mentre cambiano solamente le lunghezze dei tiranti e dei puntoni utilizzati. Ciò è particolarmente vantaggioso quando gli elementi di sospensione sono costituiti da aste che vengono collegate tra loro rigidamente e/o in modo articolato grazie a mezzi di accoppiamento o fissaggio a vite o mediante serraggio o simili. In questo caso le aste devono venire semplicemente tagliate alle lunghezze previste localmente prima di applicarvi i terminali od i mezzi di collegamento.

La configurazione geometrica della sospensione viene definita teoricamente in fase di progettazione, limitando le variabili possibili alle lunghezze del tirante e del puntone ed alla disposizione diversa ma in se sempre costante per le sospensioni in corrispondenza della poligonazione compressa e di quella tesa. In queste due configurazioni variano comunque solamente la disposizione del braccio di poligonazione ed il sistema di attacco di esso al puntone 6;le caratteristiche comunque sono sempre le stesse per ciascuna delle due configurazioni.

Per la realizzazione degli elementi di sospensione questi possono essere di materiale metallico, come ad esempio alluminio, o simili.

Gli ulteriori perfezionamenti dell'invenzione sono oggetto delle sottorivendicazioni.

Le caratteristiche dell'invenzione ed i vantaggi da esse derivanti risulteranno meglio dalla seguente descrizione di un esempio esecutivo non limitativo illustrato nelle figure allegate, in cui:

La fig. 1 illustra una vista in pianta di sopra su un tratto di linea ferroviaria con un impianto di elettrificazione provisto di sospensioni secondo l' invenzione.

Le figg. 2 e 3, illustrano una vista laterale ingrandita della sospensione secondo le due configurazioni .

Le figg. 4 e 5 illustrano una sezione trasversale di una linea ferroviaria secondo un piano verticale in cui si sviluppa una sospensione rispettivamente per le due configurazioni di poligonazione compressa e tesa.

Le figg. 6 e 7 illustrano analogamente alle precedenti figure le due configurazioni compressa e tesa di una sospensione in corrispondenza di una curva.

Le figg. 8 e 9 illustrano analogamente le configurazioni compressa e tesa secondo le precedenti figure nel tratto in rettilineo e nel tratto i curva, insieme nella stesa figura.

Con riferimento alle figure, un impianto aereo di elettrificazione di una linea ferroviaria, comprende una pluralità di sostegni fissi 1 che sono distribuiti lungo la linea stessa. Questi possono essere costituiti da pali, muri, od altri appoggi stazionari, non soltanto verticali, come strutture a ponte, a volta, o simili.

Ciascun sostegno fisso 1 porta un elemento di sospensione indicato globalmente con 3 e che si estende a sbalzo sopra al binario B sviluppandosi con una forma sostanzialmente triangolare in un piano verticale perpendicolare all'asse del binario stesso indicato con A. La sospensione è costituita da un tirante superiore 4 a cui è fissato un cavo 5 cosiddetto corda portante ed il quale tirante 4 è collegato nella zona della sua estremità libera associata alla detta corda portante 5 ad un ulteriore elemento allungato cosiddetto puntone 6, il quale è inclinato verso il basso in direzione del sostegno fisso 1 secondo un prestabilito angolo rispetto al tirante 4 che è sostanzialmente orizzontale. Il tirante 4 ed il puntone 6 sono collegati con le loro estremità divergenti a punti verticalmente allineati del sostegno fisso 1, generalmente preferibilmente in modo oscillante intorno ad un comune asse verticale.

In posizione prestabilita il puntone 6 porta una struttura a guisa di poligono che sporge a sbalzo verso il basso ed è formata da aste fra loro collegate, il cosiddetto braccio di poligonazione. Questo è indicato globalmente con 7 ed a sua volta porta a sbalzo una ulteriore asta 8 cosiddetta astina di poligonazione alla cui estremità libera è fissato il conduttore elettrico 9 di contatto con i mezzi di contatto elettrico a strisciamento del locomotore.

Con riferimento alle figure 4 e 5, in corrispondenza di un rettilineo, la sospensione viene configurata in modo tale, per cui la corda portante 5 è allineata verticalmente con l'asse mediano longitudinale del binario, mentre il filo di contatto 9 all'estremità dell'astina viene condotto su un percorso a guisa di poligonale venendo sfalsato lateralmente rispetto al piano verticale longitudinale contenente la corda portante alterantivamente, generalmente della stessa misura ora su un lato ed ora sull'altro lato del detto piano verticale longitudinale. In questo modo, il filo di contatto non interagisce sempre con lo stesso punto dei mezzi di contatto a strisciamento del locomotore evitandone una usura precoce.

Questo andamento poligonale viene ottenuto prevedendo due tipi di configurazione delle sospensioni che sono sempre le stesse, per la configurazione cosiddetta tesa in cui il filo di contatto è sfalsato verso il sostegno fisso 1 e quella compressa in cui il filo di contatto 9 è sfalsato lateralmente in direzione opposta al sostegno fisso 1.

Le due configurazioni tesa e compressa si differenziano tra loro solamente per quanto concerne la posizione del braccio di poligonazione 7 e per quanto riguarda il suo collegamento al puntone 6, mentre la restante parte della sospensione resta identica per ciascun elemento di sospensione. Nei tratti in curva della linea ferroviaria, come indicato nelle restanti figure 6 a 9, il binario B presenta il lato d'estradosso 12 che è sopraelevato in misura prestabilita rispetto al lato d'intradosso. In queste condizioni, la motrice 13 si trova inclinata lateralmente in misura corrispondente alla sopraelevazione e pertanto, il punto di contatto, o più precisamente la fascia di contatto dei mezzi di contatto a strisciamento 113 della stessa con il filo di contatto vengono a trovarsi in posizione sfalsata lateralmente verso l'interno della curva rispetto alla posizione assunta in rettilineo. Pertanto, in curva, l'asse mediano longitudinale intorno al quale si estende il percorso poligonale del filo di contatto 9 deve venire anch'esso spostato corrispondentemente verso l'interno della curva in modo tale da venire a cooperare nuovamente con la fascia centrale dei mezzi di contatto a strisciamento della motrice a tale scopo prevista. Anche la corda portante che presenta un allineamento verticale con l'asse longitudinale mediano del percorso poligonale del filo di contatto viene sfalsata verso l'interno della curva in misura corrispondente a quella del filo di contatto stesso. Come risulta evidente dalle figg. 6 e 7 ed in particolare modo dalle figg. 8 e 9, questo sfalsamento viene ottenuto, semplicemente accorciando corrispondentemente il tirante 4' ed il puntone 6' degli elementi di sospensione nei tratti in curva. La restante geometria delle due configurazioni tesa e compressa degli elementi di sospensione resta invariata, in modo perfettamente congruente od almeno con un rapporto di similitudine in senso geometrico del termine. Cioè, invariati restano, l'angolo tra tirante e puntone, i bracci di poligonazione e le astine di poligonazione, nonché le posizioni relative tra filo di contatto e corda portante.

Nelle figure 6 a 9, le parti della sospensione sono indicate con 4', 6', 7', 8' e la corda portante ed il cavo di contatto con 5' e 9'.

In questo modo, vengono notevolmente semplificate e velocizzate le procedure di montaggio delle sospensioni, mentre si ottiene un considerevole risparmio per quanto riguarda l'acquisizione ed i costi di materiale .

Con una costruzione degli elementi di sospensione che prevede elementi longitudinali per i tiranti ed i puntoni collegati mediante collari od altri tipi di giunti ed una pluralità di aste di misura prestabilita per la costruzione dei bracci di poligonazione, le variazioni costruttive sono costituite dalla sola maggiore o minore lunghezza dei tiranti e dei puntoni, mentre i mezzi di fissaggio reciproco, gli elementi di fissaggio ai sostegni laterali 1, i bracci di poligonazione e le astine di poligonazione restano sempre gli stessi così come i punti di attacco dei mezzi di accoppiamento del tirante al puntone, dei mezzi di collegamento alla corda portante dei mezzi di collegamento al filo di contatto e dei bracci di poligonazione alla restante parte della sospensione.

I tiranti ed i puntoni vengono vantaggiosamente tagliati a misura da barre di materiale presagomate a cui vengono poi fissati i mezzi di collegamento reciproco ed i mezzi di serraggio della corda portante come pure del filo di contatto.

Naturalmente, l'invenzione non è limitata alle forme esecutive teste descritte ed illustrate ma può essere variata soprattutto costruttivamente. Così, ad esempio i sostegni laterali degli elementi di sospensione possono essere di tipo qualsivoglia, mentre anche gli elementi e la costruzione degli elementi di sospensione possono essere di tipo qualsivoglia. In particolare i sostegni fissi degli elementi di sospensione possono essere costituiti da montanti verticali o sostanzialmente verticali che sono fissati pendenti da strutture a ponte o da volte di gallerie, o simili, oppure possono essere costituite da intelaiature con un elemento verticale fissate stabilmente a sbalzo a pareti naturali. Il tutto senza abbandonare il principio informatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie, o simili, del tipo comprendente almeno un cavo conduttore elettrico (9) esternamente non isolato esternamente, cosiddetto filo di contatto, che è destinato a fare contatto con organi di collegamento elettrico a strisciamento associati alle motrici, cosiddetti pantografi, il quale filo di contatto (9) si estende in posizione prestabilita lungo la linea ferroviaria, preferibilmente sopra ai binari (B) della stessa ed è portato da una pluralità dì elementi di sospensione (3) distribuiti a distanze prestabilite tra loro lungo la linea ferroviaria, essendo le sospensioni (3) costituite almeno in parte da strutture metalliche complesse (4, 6, 7, 8) sopportate a sbalzo da sostegni fissi (1) laterali, come ad esempio muri, pali, volte di gallerie, o simili, ed essendo gli elementi di sospensione (3) formati da elementi longitudinali metallici (4, 6, 7, 8) collegati tra loro in modo fisso e/o articolato a guisa di poligono, caratterizzato dal fatto che almeno in alcuni tratti della linea (B) per qualsivoglia punto dell'estensione dei cavi di contatto (9) e della linea ferroviaria, le sospensioni presentano sempre una stessa geometria costante, ovvero gli elementi di sospensione (3) sono simili nel senso geometrico del termine, mentre l'unica variabile è costituita dalla diversa estensione trasversale globale degli elementi di sospensione (3) nei diversi punti della linea ferroviaria (B).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che quale punto fisso per la costruzione geometrica della sospensione viene stabilito il punto in cui deve essere posizionato il filo di contatto sul piano verticale trasversale al binario in cui si estende ciascun elemento di sospensione, ovvero il punto di intersezione del filo di contatto (9) con il piano verticale trasversale al binario (B) in cui si estende ciascun elemento di sospensione (3) e con riferimento alla posizione dei mezzi di contatto a strisciamento (113) delle motrici (13) sul detto tratto di binario (B).
3. 3. Impianto secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il filo di contatto (9) presenta un andamento a guisa di linea poligonale, cioè a zigzag, simmetricamente rispetto ad un asse longitudinale mediano del detto andamento che è coincidente con un prestabilito punto dei mezzi di contatto a strisciamento (113) delle motrici (13), preferibilmente con il centro degli stessi, essendo previste alternate tra loro due configurazioni di elementi di sospensione (3), che tengono il filo di contatto (9) alternativamente su un lato e sul lato opposto dell'asse longitudinale del percorso del detto filo (9), essendo le sospensioni di ciascuna delle due configurazione almeno simili geometricamente tra loro .
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le sospensioni delle due configurazioni presentano almeno una parte uguale od almeno simile tra loro nel senso geometrico del termine.
5. 5. Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che gli elementi di sospensione (3) sono formati da un tirante superiore (4) a guisa di asta rigida che è portato a sbalzo in modo oscillante dal sostegno (1) e da un puntone anch'esso a guisa di asta rigida che si diparte da un altro punto del sostegno (1) convergendo con la sua estremità libera sostanzialmente verso l'estremità libera del tirante (4), in modo da formare un triangolo rettangolo con angoli sempre uguali nonché dei cosiddetti bracci di poligonazione (7) del filo di contatto (9) e le associate astine di poligonazione (8) che sono accoppiate da un lato al braccio di poligonazione e dall'altro al filo di contatto, ed il quale braccio di poligonazione (7) è formato da almeno due elementi astiformi fissati in posizione prestabilita al puntone (6), venendo in ogni punto di almeno alcuni tratti parziali della linea ferroviaria (B) in cui è previsto un elemento di sostegno (3), mantenuti inalterati, l'angolo tra tirante (4) e puntone (6) e la disposizione del braccio di poligonazione (7), nonché delle astine di poligonazione (9), mentre l'adattamento alle diverse condizioni viene ottenuto prolungando od accorciando sul lato di accoppiamento al sostegno fisso (1) sia il tirante (4) che il puntone (6).
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che a prescindere dalla detta variazione in lunghezza la disposizione del braccio di poligonazione (7) e dell'astina di poligonazione (8) rispetto all'estremità dell'elemento di sospensione (3), ovvero del puntone (6) e/o del tirante (4) è sempre la stessa per ciascuna delle due configurazioni tesa e compressa.
7. 7. Impianto secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che le due configurazioni di elemento di sospensione (3) si differenziano solamente relativamente alla configurazione dei bracci e dei loro attacchi al puntone 6,mentre in eguali condizioni di posizionamento rispetto ad un tratto in curva, con eguale sopraelevazione del binario della linea ferroviaria (B) od in corrispondenza di tratti rettilinei della stessa il tirante (4) ed il puntone (6) sono uguali in lunghezza e racchiudono lo stesso angolo.
8. 8. Impianto aereo di elettrificazione per linee ferroviarie o simili, in tutto od in parte come descritto, illustrato e per gli scopi su esposti.